Cell出版社綜述期刊Trends in Microbiology于10月22日在線發(fā)表了中科院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所結(jié)構(gòu)生物學(xué)張鵬課題組題為《能量耦合因子型轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的結(jié)構(gòu)和分子機(jī)制》(Structure and mechanism of energy-coupling factor transporters)的特邀綜述。
能量耦合因子型(ECF,,Energy-coupling factor)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是一類新的ABC(ATP-binding cassette)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,,在原核生物中(包括多種致病菌中)負(fù)責(zé)維生素和微量元素的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。該家族蛋白由細(xì)胞膜上底物結(jié)合蛋白EcfS,,和由膜整合蛋白EcfT,、胞內(nèi)ATP結(jié)合蛋白EcfA/EcfA’組成的能量耦合模塊構(gòu)成。該綜述論文總結(jié)了ECF轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究中所取得的最新進(jìn)展,,闡述了該家族蛋白對底物的特異性識別機(jī)理和能量耦合機(jī)制,,并提出了ECF轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白最新的工作模型。論文首先對已知結(jié)構(gòu)的EcfS蛋白的構(gòu)象進(jìn)行對比分析,,在此基礎(chǔ)上著重討論了它們對底物的結(jié)合和識別機(jī)理,。進(jìn)而基于最近解析的兩個完整的ECF轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白復(fù)合體的結(jié)構(gòu),分析了四個組分的相互作用關(guān)系,。文章最后就ECF家族的能量耦合和跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的分子機(jī)理做了深入的分析和探討,,提出了該領(lǐng)域還需解決的問題,并對未來的研究工作進(jìn)行了展望,。
張鵬課題組的一個重要研究方向是通過蛋白質(zhì)晶體學(xué)和生物化學(xué)的方法,,研究ECF轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的結(jié)構(gòu)及跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的分子機(jī)理,。張鵬本人及其課題組首次解析了核黃素ECF轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白S組分RibU和葉酸ECF轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白復(fù)合體的結(jié)構(gòu),相關(guān)研究成果分別發(fā)表在2010年和2013年出版的Nature上,。所得研究結(jié)果使人們對ECF轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白特異性識別維生素及跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的分子機(jī)制有了新認(rèn)識,,為人們開展以ECF轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白為靶標(biāo)的藥物設(shè)計(jì)提供了分子基礎(chǔ)。
研究工作得到了國家科技部,、國家自然科學(xué)基金委,,中科院上海生科院特殊人才項(xiàng)目和上海市的經(jīng)費(fèi)支持。(生物谷Bioon.com)
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Trends in Microbiology doi:10.1016/j.tim.2013.09.009
Structure and mechanism of energy-coupling factor transporters
Peng Zhang
Energy-coupling factor (ECF) transporters form a new family of ATP-binding cassette (ABC) transporters and are widely used by prokaryotes to take up micronutrients from the environment. Instead of using the periplasmic solute-binding proteins (SBPs),, ECF transporters use the membrane S proteins for substrate capture and translocation. In this review,, we will focus on structural advances that have been made regarding how substrates are recognized by ECF transporters and possible transport mechanisms employed by the ECF transporters.